12.chap12 hard diskmanagement

-1-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. HCM

CHÖÔNG 12: QUAÛN LYÙ ÑÓA CÖÙNG

Caáu truùc ñóa cöùngNoäi dung ñóa cöùngTruy xuaát ñóa & ñònh thôøi truy

xuaát ñóaQuaûn lyù ñóaHieän thöïc heä thoáng löu tröõ

oån ñònhCaùc kyõ thuaät taêng hieäu suaát

ñóa cöùng


CAÁU TRUÙC ÑÓA CÖÙNG


NOÄI DUNG LUAÄN LYÙ ÑÓA CÖÙNG

FAT32

NTFS

EXT2

UFS

Partitions

Master boot record

(cyl 0, head 0, sector 0)

Volume boot sector


NOÄI DUNG ÑÓA CÖÙNG Master Boot Record

– Master Partition Table: Chöùa thoâng tin veà töøng partition: partition ID, Activity flags, start CHS, end CHS… Link tôùi Extended Partition Table (chöùa thoâng tin veà oå ñóa luaän lyù thöù 1 treân ñóa)

– Master Boot Code: Chöùa maõ naïp OS ôû caùc partition active

Partition– Vuøng khoâng gian lieân tuïc treân ñiaõ– Chöùa 1 heä thoáng file hoaëc n oå ñóa luaän lyù (logical

volume)– Moãi oå ñóa luaän lyù coù 1 Volume Boot Sector (VBS)

Disk Parameter Block: thoâng tin veà ñóa luaän lyù Volume Boot Code: maõ ñeå khôûi ñoäng OS treân oå luaän lyù naøy


TRÌNH TÖÏ KHÔÛI ÑOÄNG HEÄ THOÁNG

Power-On Self Test (POST)– Kieåm tra phaân cöùng– Chaïy caùc haøm BIOS môû roäng trong caùc ROM

ôû caùc maïch ngoaïi vi BIOS goïi interrupt 13h, naïp MBR vaø khôûi

ñoäng Master Boot Code (MBC) MBC naïp VBS cuûa partition chính tích cöïc

ñaàu tieân treân ñóa khôûi ñoäng Volume Boot Code khôûi ñoäng OS Caùc BIOS & OS môùi coù theå cho boot töø

CDROM, ñóa meàm, ñóa ZIP hoaëc qua maïng (Remote Boot)


TRUY XUAÁT ÑÓA CÖÙNG 3 yeáu toá aûnh höôûng thôøi gian truy xuaát

ñóa– Seek time: thôøi gian di chuyeån ñaàu ñoïc tôùi track – Latency: thôøi gian ñeå quay ñóa sao cho sector

caàn ñoïc naèm döôùi ñaàu ñoïc– Transfer time: thôøi gian ñoïc/ ghi döõ lieäu leân

sector Thöïc teá:

– Seek time >> latency time > transfer time Toái öu seek time ñònh thôøi truy xuaát ñóa Toái öu latency time:

– Laøm ñóa nhoû, quay nhanh hôn, löu tröõ döõ lieäu lieân quan gaàn nhau

– Choïn kích thöôùc sector, nôi löu tröõ caùc file thöôøng duøng hôïp lyù


CAÙC GIAÛI THUAÄT ÑÒNH THÔØI ÑÓA

Baøi toaùn: Coùù n yeâu caàu ñoïc ñóa ôû caùc track khaùc nhau x1, x2, … , xN vaøo caùc thôøi ñieåm töông öùng t1, t2, …, tN

phuïc vuï caùc yeâu caàu ñoù vaøo thôøi ñieåm naøo?

Tieâu chuaån ñaùnh giaù– Coâng baèng – Hieäu suaát cao– Thôøi gian ñaùp öùng trung bình thaáp– Döï ñoaùn ñöôïc thôøi gian phuïc vuï

Moät soá giaûi thuaät tieâu bieåu:– FCFS– SSTF – SCAN, N-step-SCAN, C-SCAN– CLOOK


ÑÒNH THÔØI TRUY XUAÁT ÑÓA –FCFS

Nhaän xeùt ?


GIAÛI THUAÄT SSTF(Shortes Seek Time First)

Phuïc vuï yeâu caàu ñoïc gaàn vò trí ñaàu ñoïc hieän taïi nhaát.


GIAÛI THUAÄT SCAN Phuïc vuï theo höôùng phuïc vuï töø trong ra ngoaøi Khi ñaàu ñoïc ra tôùi track ngoaøi cuøng, phuïc vuï

theo höôùng ngöôïc laïi töø ngoaøi vaøo trong

Nhaän xeùt?


VÍ DUÏ VEÀ GIAÛI THUAÄT SCAN


GIAÛI THUAÄT N-step-SCAN Nhoùm caùc yeâu caàu truy xuaát laïi Phuïc vuï nguyeân 1 nhoùm yeâu caàu

theo 1 chieàu di chuyeån cuûa ñaàu ñoïc


GIAÛI THUAÄT C-SCAN Nhö giaûi thuaät N-step-SCAN nhöng theo

chæ phuïc vuï theo 1 höôùng duy nhaát Nhaän xeùt?


VÍ DUÏ VEÀ GIAÛI THUAÄT C-SCAN

Nhö giaûi thuaät N-step-SCAN nhöng chæ phuïc vuï theo 1 höôùng duy nhaát

Nhaän xeùt?


GIAÛI THUAÄT C-LOOK Nhö C-SCAN, nhöng chæ di chuyeån ñaàu ñoïc tôùi

track ngoaøi cuøng ñöôïc phuïc vuï roài quay laïi track trong cuøng caàn phuïc vuï


QUAÛN LYÙ ÑÓA Low-level formatting: chia ñóa ra caùc sector ñeå

disk controller coù theå ñoïc, ghi ñöôïc Löu caáu truùc döõ lieäu cuûa OS leân ñóa

– Partitioning: phaân vuøng ñóa– High-level formatting: taïo heä thoáng file treân partition

Taïo boot block Xöû lyù loãi: kyõ thuaät sector sparing Quaûn lyù vuøng swap

– Taïo vuøng swap khi naøo?– Söû duïng duøng swap-map

Laép ñaët ñóa – qua coång I/O – qua maïng (Network Attached Storage)


HEÄ THOÁNG LÖU TRÖÕ OÅN ÑÒNH

(Stable Storage System) Ñaûm baûo thoâng tin löu tröõ luoân toàn taïi duø

baát kyø loãi naøo xaûy ra trong quaù trình ñoïc/ghi. Caùc vaán ñeà xaûy khi ñoïc/ghi ñóa thöôøng:

– Ghi thaønh coâng: block ñích chöùa thoâng tin môùi– Thaát baïi moät phaàn: block ñích chöùa thoâng tin sai– Thaát baïi hoaøn toaøn: block ñích chöùa thoâng tin nhö

cuõ Hieän thöïc: duøng 2 block vaät lyù cho 1logical

block– Ghi thoâng tin vaøo block (vaät lyù) thöù 1 roài thöù 2. – Vieäc ghi thaønh coâng block thöù 2 ghi xong– Kieåm tra söï gioáng nhau cuûa 2 block phaùt hieän loãi

vaø xöû lyù ñeå ñaûm baûo tính nhaát quaùn thoâng tin


CAÙC KYÕ THUAÄT TAÊNG HIEÄU SUAÁT ÑÓA CÖÙNG

Löu döõ lieäu truy xuaát thöôøng xuyeân trong boä nhôù – virtual disk, disk caching

Kyõ thuaät bufferring– Read – ahead, write-behind

Defragment ñóa giaûm seek time Phaân vuøng ñóa phaân maûnh bò giôùi haïn Interleaving giaûm latency time Neùn döõ lieäu Ñaät caùc öùng duïng/ file/ directory structure ôû giöõa

ñóa Duøng heä nhieàu ñóa cöùng (RAID system) Hieän thöïc giaûi thuaät ñònh thôøi ñóa baêng phaàn

cöùng

12.chap12 hard diskmanagement

Technology